7586659 バッテリパック及び電動アシスト車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】バッテリパック及び電動アシスト車

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/42 20060101AFI20241112BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241112BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241112BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20241112BHJP

   B62M 6/45 20100101ALI20241112BHJP

   B62M 6/90 20100101ALI20241112BHJP

   B62J 43/13 20200101ALI20241112BHJP

   B60L 53/80 20190101ALI20241112BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

H01M10/42 A

H02J7/00 P

H02J7/00 302D

H02J7/00 B

H01M10/48 P

H01M10/44 P

B62M6/45

B62M6/90

B62J43/13

B60L53/80

B60L58/12

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020117804

(22)【出願日】2020-07-08

(65)【公開番号】P2022015137

(43)【公開日】2022-01-21

【審査請求日】2023-05-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103528

【弁理士】

【氏名又は名称】原田 一男

(72)【発明者】

【氏名】本田 博文

(72)【発明者】

【氏名】保坂 康夫

【審査官】三橋 竜太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１７５６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１６８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２５０４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０１２７６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－３００７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０３１２７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１２５０４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／４２－１０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－７／３６

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

Ｂ６２Ｍ １／００－２９／０２

Ｂ６２Ｊ １／００－９９／００

Ｂ６０Ｌ １／００－３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００－５８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池セルと、
第１の省電力状態と当該第１の省電力状態より省電力な状態である第２の省電力状態と前記第１の省電力状態より前記電池セルに蓄積された電力を消費する第３の状態とのうち前記第３の状態におけるバッテリパック外からの指示に応じて、前記第３の状態から前記第２の省電力状態に遷移する管理部と、
を有し、
前記管理部は、
前記第２の省電力状態における前記バッテリパック外からの第２の指示に応じて、前記第２の省電力状態から前記第３の状態に遷移し、
前記第３の状態に遷移した後、前記指示が無く前記電池セルの残容量が所定値未満であると判断された場合、前記第２の省電力状態に遷移する
バッテリパック。

【請求項2】

前記管理部は、
前記バッテリパック外の外部回路に接続される所定の端子における第１の電位変化を検出する検出部
を有し、
前記管理部は、
前記第３の状態における前記検出部による前記第１の電位変化の検出を、前記指示として特定する
請求項１記載のバッテリパック。

【請求項3】

前記検出部は、
前記所定の端子における第２の電位変化を検出し、
前記管理部は、
前記第２の省電力状態における前記検出部による前記第２の電位変化に検出に応じて、前記第２の省電力状態から前記第３の状態に遷移する
請求項２記載のバッテリパック。

【請求項4】

前記管理部は、
前記指示に応じて前記第３の状態から前記第２の省電力状態に遷移する直前に、前記電池セルの残容量を推定し、記憶部に記憶する
請求項１又は２記載のバッテリパック。

【請求項5】

前記所定の端子が、充電器にバッテリパックの種別を通知するための端子である
請求項２又は３記載のバッテリパック。

【請求項6】

電池セルと、
第１の省電力状態と当該第１の省電力状態より省電力な状態である第２の省電力状態と前記第１の省電力状態より前記電池セルに蓄積された電力を消費する第３の状態とのうち前記第３の状態におけるバッテリパック外からの指示に応じて、前記第３の状態から前記第２の省電力状態に遷移する管理部と、
を有し、
前記管理部は、
前記指示に応じて前記第２の省電力状態に遷移する直前に、前記第３の状態から前記第１の省電力状態に遷移し、当該遷移後に前記電池セルの残容量を推定し、記憶部に記憶し、
前記電池セルの残容量の推定後又は前記指示から所定時間後に、前記第１の省電力状態から前記第２の省電力状態に遷移する
バッテリパック。

【請求項7】

電源スイッチを含む操作パネルと、
電池セルと、第１の省電力状態と当該第１の省電力状態より省電力な状態である第２の省電力状態と前記第１の省電力状態より前記電池セルに蓄積された電力を使用する第３の状態とのうち前記第３の状態における前記電源スイッチからの指示に応じて、前記第３の状態から前記第２の省電力状態に遷移する管理部とを有するバッテリパックと、
前記第３の状態において、前記電池セルから電力供給を受けてモータ駆動を制御するモータ駆動制御部と、
を有し、
前記管理部は、
前記第２の省電力状態における前記バッテリパック外からの第２の指示に応じて、前記第２の省電力状態から前記第３の状態に遷移し、
前記第３の状態に遷移した後、前記指示が無く前記電池セルの残容量が所定値未満であると判断された場合、前記第２の省電力状態に遷移する
電動アシスト車。

【請求項8】

電池セルを有するバッテリパックの制御方法であって、
第１の省電力状態と当該第１の省電力状態より省電力な状態である第２の省電力状態と前記第１の省電力状態より前記電池セルに蓄積された電力を消費する第３の状態とのうち前記第３の状態におけるバッテリパック外からの指示に応じて、前記バッテリパックを前記第３の状態から前記第２の省電力状態に遷移させ、
前記第２の省電力状態における前記バッテリパック外からの第２の指示に応じて、前記バッテリパックを前記第２の省電力状態から前記第３の状態に遷移させ、
前記第３の状態に遷移した後、前記指示が無く前記電池セルの残容量が所定値未満であると判断された場合、前記バッテリパックを前記第２の省電力状態に遷移させる
制御方法。

【請求項9】

電源スイッチを含む操作パネルと、
電池セルと、第１の省電力状態と当該第１の省電力状態より省電力な状態である第２の省電力状態と前記第１の省電力状態より前記電池セルに蓄積された電力を使用する第３の状態とのうち前記第３の状態における前記電源スイッチからの指示に応じて、前記第３の状態から前記第２の省電力状態に遷移する管理部とを有するバッテリパックと、
前記第３の状態において、前記電池セルから電力供給を受けてモータ駆動を制御するモータ駆動制御部と、
を有し、
前記管理部は、
前記指示に応じて前記第２の省電力状態に遷移する直前に、前記第３の状態から前記第１の省電力状態に遷移し、当該遷移後に前記電池セルの残容量を推定し、記憶部に記憶し、
前記電池セルの残容量の推定後又は前記指示から所定時間後に、前記第１の省電力状態から前記第２の省電力状態に遷移する
電動アシスト車。

【請求項10】

電池セルを有するバッテリパックの制御方法であって、
第１の省電力状態と当該第１の省電力状態より省電力な状態である第２の省電力状態と前記第１の省電力状態より前記電池セルに蓄積された電力を消費する第３の状態とのうち前記第３の状態におけるバッテリパック外からの指示に応じて、前記第２の省電力状態に遷移させる直前に、前記バッテリパックを前記第３の状態から前記第１の省電力状態に遷移させ、当該遷移後に前記電池セルの残容量を推定し、記憶部に記憶し、
前記電池セルの残容量の推定後又は前記指示から所定時間後に、前記バッテリパックを前記第１の省電力状態から前記第２の省電力状態に遷移させる
制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動アシスト自転車等の電動アシスト車で使用するバッテリの省電力技術に関する。

【背景技術】

【0002】

電動アシスト自転車等の電動アシスト車を含む車両に搭載するバッテリには、自己消費電力とバッテリの繰り返し使用及び自然放電による劣化とを抑えるために、スリープモード及びシャットダウンモードが設けられている。

【0003】

スリープモードは、バッテリを使用しない期間はバッテリの機能を一時的に休止して、自己消費電力を少なくする省電力な待機状態であり、バッテリの使用時には直ちに通常の動作モードに遷移するモードである。

【0004】

一方、シャットダウンモードは、バッテリを使用しない期間が長い場合、又はバッテリが大きく劣化している場合に、バッテリの残容量が大きく低下しているならば自己消費電力を極限まで抑え、バッテリの残容量が無くなるまでの期間とバッテリ自体の製品寿命を延ばすための省電力状態である。シャットダウンモードでは、車両に搭載されるモータやモータ駆動制御部などのバッテリ外部に電力供給をすることはできない。

【0005】

これまでは、車両にバッテリを搭載した状態で、通常は、スリープモードと通常の動作モードとを交互に遷移し、上で述べた特別な事象を検出すると自動的にスリープモードからシャットダウンモードに遷移する。また、バッテリが一旦シャットダウンモードに遷移してしまうと、バッテリを車両から取り外して充電器での充電を行わないと、通常の動作モードに遷移することはできない。但し、特許文献１には、バッテリパックにボタンを設け、当該ボタンが押されると、シャットダウンモードから復帰するような技術が開示されている。

【0006】

電動アシスト自転車等の電動アシスト車を含む車両の航続距離及び使用時間を長くするためには、バッテリを大容量化することが考えられるが、構造上の問題やコストの問題から容易ではない。そのため、回生技術で走行中にバッテリの残容量を増加させる技術も存在するが、バッテリで消費される自己消費電力も無視することができない。この自己消費電力は、バッテリ内に設けられるバッテリ管理システム（ＢＭＳ：Battery Management System）の消費電力が大部分を占めている。

【0007】

例えば、スリープモードでの自己消費電流はおおよそ数ｍＡ程度であるから、仮に３００Ｗｈ（３６Ｖ／１０Ａｈの実効電力量）のバッテリの場合、自己消費電力量は１Ｗｈ程度となり約３００日でバッテリの残容量がゼロになる。

【0008】

一般的な電動アシスト自転車では１週間乃至１か月に１回程度充電するので、これまでは、この程度の自己消費電力は許容できる。しかし、より航続距離を延ばそうとすると、このような自己消費電力を出来る限り小さくすることが好ましい。

【0009】

一方、シャットダウンモードでは、自己消費電流はおおよそ数十ｕＡであり、仮に３００Ｗｈ（３６Ｖ／１０Ａｈの実効電力量）のバッテリの場合、自己消費電力量は数十ｍＷｈ程度となりスリープモードと比べ数十分の１程度まで抑えられて、省エネ制御にも影響が少ない省電力状態である。このため、スリープモードよりシャットダウンモードの方が省電力という観点からは好ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特開２０１７－２２５３４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

従って、本発明の目的は、より省電力を実現するための新規な技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の第１の態様に係るバッテリパックは、（Ａ）電池セルと、（Ｂ）第１の省電力状態と当該第１の省電力状態より省電力な状態である第２の省電力状態と第１の省電力状態より電池セルに蓄積された電力を消費する第３の状態とのうち第３の状態におけるバッテリパック外からの指示に応じて、第３の状態から第２の省電力状態に遷移する管理部とを有する。

【0013】

本発明の第２の態様に係る電動アシスト車は、（Ｃ）電源スイッチを含む操作パネルと、（Ｄ）電池セルと、第１の省電力状態と当該第１の省電力状態より省電力な状態である第２の省電力状態と第１の省電力状態より電池セルに蓄積された電力を消費する第３の状態とのうち第３の状態における電源スイッチからの指示に応じて、第３の状態から第２の省電力状態に遷移する管理部とを有するバッテリパックと、（Ｅ）第３の状態において、電池セルから電力供給を受けてモータ駆動を制御するモータ駆動制御部とを有する。

【発明の効果】

【0014】

バッテリを使用しない期間における電力消費量を削減することができるようになり、より省電力を実現できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、電動アシスト自転車の外観を示す図である。

【図2】図２は、バッテリパック、モータ駆動制御装置及び操作パネルの構成例を示す図である。

【図3】図３（ａ）は、バッテリパックのコネクタ部を示す図であり、図３（ｂ）は、充電器の概要を示す図である。

【図4】図４は、第１の実施の形態における動作フローを示す図である。

【図5】図５は、第２の実施の形態における動作フローを示す図である。

【図6】図６は、第３の実施の形態における動作フローを示す図である。

【図7】図７は、バッテリパック、モータ駆動制御装置及び操作パネルの他の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態について、電動アシスト車の一例である電動アシスト自転車の例をもって説明する。しかしながら、本発明の実施の形態は、電動アシスト自転車だけに適用対象を限定するものではなく、台車、車いす等の電動アシスト車にも適用可能である。さらに、バッテリパックだけであれば、電動アシスト車に適用は限られない。

【0017】

［実施の形態１］
図１は、本実施の形態における電動アシスト車の一例である電動アシスト自転車を示す外観図である。この電動アシスト自転車１は、モータ駆動装置を搭載している。モータ駆動装置は、バッテリパック１０１と、モータ駆動制御装置１０２と、トルクセンサ１０３と、ペダル回転センサ１０４と、モータ１０５と、操作パネル１０６とを有する。

【0018】

また、電動アシスト自転車１は、前輪、後輪、前照灯、変速機等も有している。

【0019】

バッテリパック１０１は、例えばリチウムイオン二次電池であるが、他種の電池、例えばリチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル水素蓄電池などであってもよい。そして、バッテリパック１０１は、モータ駆動制御装置１０２を介してモータ１０５に対して電力を供給し、回生時にはモータ駆動制御装置１０２を介してモータ１０５からの回生電力によって充電も行う。

【0020】

トルクセンサ１０３は、クランク軸周辺に設けられており、運転者によるペダルの踏力を検出し、この検出結果をモータ駆動制御装置１０２に出力する。また、ペダル回転センサ１０４は、トルクセンサ１０３と同様に、クランク軸周辺に設けられており、ペダル回転に応じた信号をモータ駆動制御装置１０２に出力する。

【0021】

モータ１０５は、例えば周知の三相直流ブラシレスモータであり、例えば電動アシスト自転車１の前輪に装着されている。モータ１０５は、前輪の回転をアシストする。さらに、モータ１０５はホール素子等の回転センサを備えてモータ１０５内部に備えられるローターの回転情報（すなわちホール信号）をモータ駆動制御装置１０２に出力する。

【0022】

モータ駆動制御装置１０２は、モータ１０５の回転センサ、トルクセンサ１０３及びペダル回転センサ１０４等からの信号に基づき所定の演算を行って、モータ１０５の駆動を制御し、モータ１０５による回生の制御も行う。

【0023】

操作パネル１０６は、例えば電源スイッチのオン及びオフ等の指示をユーザから受け付けて、当該指示等をモータ駆動制御装置１０２に出力する。また、操作パネル１０６は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などによる表示部を有している場合もある。これによって、例えばバッテリパック１０１のバッテリ残容量（ＳＯＣ：State Of Charge）や、オンオフの状態、希望アシスト比に対応するモードなどをユーザである運転者に提示する。

【0024】

図２に、本実施の形態に係るバッテリパック１０１、モータ駆動制御装置１０２及び操作パネル１０６の構成例を示す。

【0025】

バッテリパック１０１とモータ駆動制御装置１０２とは、バッテリパック１０１のコネクタ部１０１１とモータ駆動制御装置１０２のコネクタ部１０２３とで結合するようになっている。バッテリパック１０１のコネクタ部１０１１は、充放電用の端子１０１１ａと、通信用の端子１０１１ｂと、充電器にバッテリパックの種別を通知するためのＩＤ（IDentification）端子１０１１ｃと、電位変化検出用の端子１０１１ｄと、グランド端子１０１１ｅとを有する。

【0026】

モータ駆動制御装置１０２のコネクタ部１０２３は、充放電用の端子１０２３ａと、通信用の端子１０２３ｂと、端子１０２３ｄと、グランド端子１０２３ｅとを有する。

【0027】

バッテリパック１０１とモータ駆動制御装置１０２とを結合させると、端子１０１１ａと端子１０２３ａとが電気的に接続し、端子１０１１ｂと端子１０２３ｂとが電気的に接続し、端子１０１１ｄと端子１０２３ｄとが電気的に接続し、グランド端子１０１１ｅとグランド端子１０２３ｅとが電気的に接続する。

【0028】

モータ駆動制御装置１０２は、モータ駆動制御部１０２１を有しており、当該モータ駆動制御部１０２１は、端子１０２３ａを介してバッテリパック１０１からの電力供給を受けたり、バッテリパック１０１に対して回生電力の供給を行う。また、モータ駆動制御部１０２１は、端子１０２３ｂを介してバッテリパック１０１とデータ通信を行う。

【0029】

また、モータ駆動制御装置１０２は、操作パネル１０６に接続されている。モータ駆動制御部１０２１も、操作パネル１０６に接続されており、例えばバッテリ残容量についての表示を表示部に行わせたり、操作パネル１０６の電源スイッチ１０６４以外の指示部からの指示に応じた処理を行う。操作パネル１０６は、電源スイッチ１０６４を有しており、電源スイッチ１０６４の一端は、モータ駆動制御装置１０２のグランド端子１０２３ｅに接続されており、他端は、端子１０２３ｄに接続されている。本実施の形態では、電源スイッチ１０６４は、ユーザに押されている間は、端子１０２３ｄ及び１０１１ｄが接地される。なお、本実施の形態では、モータ駆動制御装置１０２は、端子１０２３ｄで伝えられる信号を用いるわけではない。

【0030】

一方、バッテリパック１０１は、バッテリ管理システム（ＢＭＳ：Battery Management System）１０１２と、電池セル１０１３とを有する。バッテリ管理システム１０１２は、端子１０１１ｂを介してモータ駆動制御部１０２１と通信を行うために通信回路１０１２１と、ＩＤ端子１０１１ｃに接続されているＩＤ端子回路１０１２２と、電源スイッチ１０６４の操作による電位変化の発生を検出するための検出回路１０２３と、バッテリ管理部１０１２５と、バッテリ電流の検出部として機能する抵抗１０１２４と、電池セル１０１３の状態を監視するバッテリ監視部１０１２６と、充電用ＦＥＴ（Field Effect Transistor）１０１２７と、放電用ＦＥＴ１０１２８とを有する。

【0031】

バッテリ管理部１０１２５は、通信回路１０１２１と接続されており、通信回路１０１２１及び端子１０１１ｂを介してモータ駆動制御装置１０２と、電池セル１０１３の電圧やバッテリ電流等の通信を行う。また、バッテリ管理部１０１２５は、バッテリ監視部１０１２６と連携して、抵抗１０１２４でバッテリ電流を計測したり、電池セル１０１３の状態を検出したり、図示しない温度センサで電池セル１０１３の温度を検出したり、充放電を充電用ＦＥＴ１０１２７及び放電用ＦＥＴ１０１２８によって制御する。また、バッテリ管理部１０１２５は、ＩＤ端子回路１０１２２及びＩＤ端子１０１１ｃを介して、充電器に対してバッテリパック１０１の種別を、例えば電圧で通知させる。

【0032】

本実施の形態では、端子１０１１ｄに接続されている検出回路１０１２３は、電源スイッチ１０６４がユーザによって押されて端子１０１１ｄ及び１０２３ｄが接地されたことを検出する。ここでは接地することを検出することになっているが、予め定義されている他の電位変化を検出するようにしても良い。検出回路１０１２３は、所定の電位変化を検出すると、検出というイベントをバッテリ管理部１０１２５に通知する。

【0033】

バッテリ管理部１０１２５は、例えばプロセッサ１０１２ａが、メモリ１０１２ｂに格納されている所定のプログラムを実行することで実現される。バッテリ管理部１０１２５は、バッテリパック１０１全体の制御を行うが、その状態をも制御する。すなわち、バッテリ管理部１０１２５は、バッテリ管理システム１０１２が、スリープモードより電力を消費する通常の動作モード、スリープモード及びシャットダウンモードのいずれかの状態となるように制御する。通常の動作モード、スリープモード及びシャットダウンモードについては、先に述べた状態である。

【0034】

本実施の形態では、ユーザが電源スイッチ１０６４で指示を行うことで、当該指示が検出回路１０１２３で検出されて、バッテリ管理部１０１２５は、通常の動作モードから、シャットダウンモードに遷移する。これによって、電動アシスト自転車１を使用していない間に消費する自己消費電力をより抑制できるようになる。一方、シャットダウンモードになってしまうと、従前では充電器で充電しないとシャットダウンモードからの復帰が不可能であったが、本実施の形態では、シャットダウンモードで、電源スイッチ１０６４で指示を行うと、当該指示が検出回路１０１２３で検出されて、バッテリ管理部１０１２５は、通常の動作モードに遷移する。これによって、電力供給が端子１０１１ａを介してモータ駆動制御装置１０２になされるようになって、モータ駆動制御部１０２１等の制御が開始される。これによって、ユーザの利便性を全く損なうことなく、省電力が図られ、且つシャットダウンモードからの復帰がなされるようになる。

【0035】

なお、図３に、バッテリパック１０１の端子と、充電器１２０との関係を示しておく。図３（ａ）は、バッテリパック１０１のコネクタ部１０１１を模式的に示しており、端子１０１１ａ乃至１０１１ｅが並んでいる。これに対して、図３（ｂ）は、充電器１２０の側面を模式的に示しており、充電器１２０は、端子１０１１ａと電気的に接続する端子１２０１ａと、ＩＤ端子１０１１ｃと電気的に接続する端子１２０１ｃと、グランド端子１０１１ｅに電気的に接続する端子１２０１ｅと、例えば家庭用電源等の商用電源に接続するための差込プラグ１２０２とを有する。充電器１２０は、ＩＤ端子１０１１ｃから通知されるバッテリパック１０１の種別に応じて、端子１２０１ａからの充電を制御するようになっている。

【0036】

次に、図２に示した装置の動作概要を、図４を用いて説明する。

【0037】

ここでは、既にバッテリパック１０１のバッテリ管理システム１０１２は、シャットダウンモードに遷移済みであるものとする（図４：ステップＳ１）。

【0038】

この状態において、ユーザが操作パネル１０６の電源スイッチ１０６４を押すと、これに応じて検出回路１０１２３は、端子１０１１ｄが接地されたこと、すなわち所定の電位変化を検出する（ステップＳ３）。なお、上で述べたように、本実施の形態では、電源スイッチ１０６４は、ユーザに押されている間だけオンになるスイッチであるので、ユーザが押すのを止めると、元のオフの状態になる。

【0039】

そうすると、検出回路１０１２３は、バッテリ管理部１０１２５に、所定の電位変化というイベント発生の通知を行うが、既にシャットダウンモードに遷移済みであるので、バッテリ管理部１０１２５は、バッテリの起動指示として認識し、起動する（ステップＳ５）。これによって、バッテリ管理部１０１２５は、通常の動作モードに遷移して、バッテリ管理システム１０１２内の他の機能も通常の動作をさせるように制御する。

【0040】

バッテリ管理システム１０１２が通常の動作モードに遷移すれば、バッテリパック１０１からモータ駆動制御装置１０２への電力供給が開始され（ステップＳ７）、モータ駆動制御装置１０２の動作も開始される。なお、操作パネル１０６への給電及び表示なども開始される。再度電源スイッチ１０６４が押されるまでは、通常の動作として、モータ駆動制御装置１０２は、モータ１０５の駆動制御や回生制御を行う。バッテリ管理部１０１２５も、バッテリ監視部１０１２６と連携してバッテリパック１０１全体の制御を行う。これによって、ユーザは、シャットダウンモードに遷移しているバッテリパック１０１を充電器１２０のあるところに持って行くといった手間を掛けずに、バッテリパック１０１を通常の動作モードに復帰させることができ、そのままモータによるアシスト付きの走行ができるようになる。

【0041】

その後、再度、ユーザが操作パネル１０６の電源スイッチ１０６４を押すと、これに応じて検出回路１０１２３は、端子１０１１ｄが接地されたこと、すなわち所定の電位変化を検出する（ステップＳ９）。そうすると、検出回路１０１２３は、所定の電位変化というイベント発生の通知を行うが、現在は通常の動作モードであるので、バッテリ管理部１０１２５は、シャットダウン指示として認識し、バッテリ監視部１０１２６を介して電池セル１０１３からの放電を停止させる（ステップＳ１１）。これによって、モータ駆動制御装置１０２の動作が停止する。さらに、バッテリ管理部１０１２５は、自身を含むバッテリ管理システム１０１２をシャットダウンモードに遷移させる（ステップＳ１３）。そして処理はステップＳ１に戻る。

【0042】

これまでユーザが電源スイッチ１０６４を押して電源を切る指示をしたとしても、スリープモードにしか遷移しなかった。これは次に電源スイッチ１０６４を押した場合にすぐさま通常の動作モードに復帰してモータ駆動制御装置１０２に対する電力供給を即座に開始できるようにするためであるが、その分自己消費電力の抑制度合いは、シャットダウンモードに遷移する場合に比して低い。本実施の形態によれば、ユーザが電源スイッチ１０６４を押して電源を切る指示をすれば、スリープモードよりも消費電力の抑制度合いが高いシャットダウンモードに遷移するので、電動アシスト自転車１を使用していない間における自己消費電力をより抑制できるようになる。これによって電動アシスト自転車１の航続距離を伸ばすことに寄与する。また、充電器１２０による充電回数を削減できるようになるため、バッテリパック１０１における電池セル１０１３の劣化を抑制できるようにもなる。

【0043】

上でも述べたが、シャットダウンモードから通常の動作モードへの遷移も、電源スイッチ１０６４を押すことで行うことができるようになるため、ユーザの利便性を損なうことはない。

【0044】

なお、バッテリ管理部１０１２５は、所定のプログラムをプロセッサ１０１２ａが実行することによって実現される例を示したが、専用の回路で、又は専用の回路との組み合わせで同様の機能を実現するようにしても良い。

【0045】

［実施の形態２］
従前のバッテリ管理部は、所定の条件を満たしたと自ら判断してシャットダウンモードに遷移するだけであったので、シャットダウンモードへの遷移は、自ら事前に認識される。よって、シャットダウンモードへの遷移直前に、電池セル１０１３のセル電圧などを検知して、当該検知結果に基づきバッテリ残容量の推定処理を実行し、メモリ１０１２ｂへの保存を行う。これは、シャットダウンモードからの復帰時に、その時点におけるバッテリ残容量を推定するために用いられる。なお、バッテリ残容量の推定処理については、その他のタイミング、すなわち従前のバッテリ管理部に定義されたタイミングでも行われる。

【0046】

しかしながら、第１の実施の形態のような形でユーザの指示に応じてシャットダウンモードに遷移することにすると、バッテリ管理部１０１２５からすると、予期しないタイミングでシャットダウンモードに遷移することになる。たまたまシャットダウンモードへの遷移直前にバッテリ残容量の推定処理を行っていれば問題ないが、バッテリ残容量の推定処理を行うタイミングは、ユーザの指示とは無関係なので、このままではバッテリ残容量の推定処理が、シャットダウンモードへの遷移からずいぶん前に行われる場合もある。そうすると、シャットダウンモードからの復帰時に、自然放電分減った実際のバッテリ残容量と大きな誤差が生じてしまう可能性がある。

【0047】

そこで、本実施の形態では、図５に示すような動作を行うようにする。

【0048】

本実施の形態でも、既にバッテリパック１０１のバッテリ管理システム１０１２は、シャットダウンモードに遷移済みであるものとする（図５：ステップＳ２１）。

【0049】

この状態において、ユーザが操作パネル１０６の電源スイッチ１０６４を押すと、これに応じて検出回路１０１２３は、端子１０１１ｄが接地されたこと、すなわち所定の電位変化を検出する（ステップＳ２３）。

【0050】

そうすると、検出回路１０１２３は、バッテリ管理部１０１２５に、所定の電位変化というイベント発生の通知を行うが、既にシャットダウンモードに遷移済みであるので、バッテリ管理部１０１２５は、バッテリの起動指示と認識し、起動する（ステップＳ２５）。これによって、バッテリ管理部１０１２５は、通常の動作モードに遷移して、バッテリ管理システム１０１２内の他の機能も通常の動作をさせるように制御する。なお、バッテリ管理部１０１２５のメモリ１０１２ｂには、シャットダウンモードへの前回遷移時に推定されたバッテリ残容量のデータが保持されており、そのデータに基づき現在のバッテリ残容量を推定する処理も行う。

【0051】

バッテリ管理システム１０１２が通常の動作モードに遷移すれば、バッテリパック１０１からモータ駆動制御装置１０２への電力供給が開始され（ステップＳ２７）、モータ駆動制御装置１０２の動作も開始される。なお、操作パネル１０６への給電及び表示なども開始される。再度電源スイッチ１０６４が押されるまでは、通常の動作として、モータ駆動制御装置１０２は、モータ１０５の駆動制御や回生制御を行う。バッテリ管理部１０１２５も、バッテリ監視部１０１２６と連携してバッテリパック１０１全体の制御を行う。

【0052】

その後、再度、ユーザが操作パネル１０６の電源スイッチ１０６４を押すと、これに応じて検出回路１０１２３は、端子１０１１ｄが接地されたこと、すなわち所定の電位変化を検出する（ステップＳ２９）。そうすると、検出回路１０１２３は、所定の電位変化というイベント発生の通知を行うが、現在は通常の動作モードであるので、バッテリ管理部１０１２５は、シャットダウン指示として認識し、本実施の形態では、自身を含むバッテリ管理システム１０１２をスリープモードに遷移させる（ステップＳ３１）。本実施の形態では、即座にシャットダウンするのではないので、より省電力状態にするためにスリープモードに遷移させる。なお、スリープモードでは、電池セル１０１３からモータ駆動制御装置１０２への電力供給は停止されるので、ユーザから見れば、電源が切れたと認識される。

【0053】

その後、バッテリ管理部１０１２５は、電池セル１０１３のセル電圧の検出などを行い、検知結果に基づきバッテリ残容量の推定処理を実行し、メモリ１０１２ｂへの保存を行う（ステップＳ３３）。

【0054】

バッテリ管理部１０１２５は、バッテリ残容量の推定処理が完了した場合、又はステップＳ２９から例えば１０秒、２０秒などの所定時間経過した場合といった条件を満たしたか判断し（ステップＳ３５）、条件を満たしている場合には、バッテリ管理部１０１２５は、自身を含むバッテリ管理システム１０１２をシャットダウンモードに遷移させる（ステップＳ３７）。そして処理はステップＳ２１に戻る。なお、条件を満たしていない場合には、条件を満たすまで待機する。

【0055】

このような処理を実行することで、シャットダウンモードへの遷移直前にバッテリ残容量の推定処理が行われるようになるので、シャットダウンモードからの復帰時において、実際のバッテリ残容量とメモリ１０１２ｂに保存された推定結果に基づくバッテリ残容量との誤差を少なくすることができるようになる。

【0056】

なお、上ではステップＳ３１でスリープモードに遷移する例を述べたが、モータ駆動制御装置１０２への電力供給を停止するだけでも良い。また、場合によっては、モータ駆動制御装置１０２への電力供給を停止しなくても良い。

【0057】

［実施の形態３］
第１及び第２の実施の形態のように、シャットダウンモードに遷移したからと言って、自己消費電力がゼロになるわけではなく、通常の動作モード時にユーザが電源スイッチ１０６４を押してシャットダウンモードへの遷移を指示した時点で既にバッテリ残容量が相当少なくなっている場合には、シャットダウンモード時においてユーザが再度電源スイッチ１０６４を押したからと言って、通常の動作モードに遷移すべきではない場合もある。

【0058】

そこで、本実施の形態では、図６に示すような動作を行うようにする。

【0059】

本実施の形態でも、既にバッテリパック１０１のバッテリ管理システム１０１２は、シャットダウンモードに遷移済みであるものとする（図６：ステップＳ４１）。

【0060】

この状態において、ユーザが操作パネル１０６の電源スイッチ１０６４を押すと、これに応じて検出回路１０１２３は、端子１０１１ｄが接地されたこと、すなわち所定の電位変化を検出する（ステップＳ４３）。

【0061】

そうすると、検出回路１０１２３は、バッテリ管理部１０１２５に、所定の電位変化というイベント発生の通知を行うが、既にシャットダウンモードに遷移済みであるので、バッテリ管理部１０１２５は、バッテリの起動指示と認識し、起動する（ステップＳ４５）。これによって、バッテリ管理部１０１２５は、通常の動作モードに遷移して、バッテリ管理システム１０１２内の他の機能も通常の動作をさせるように制御する。なお、バッテリ管理部１０１２５のメモリ１０１２ｂには、シャットダウンモードへの前回遷移時に推定されたバッテリ残容量のデータが保持されており、そのデータに基づき現在のバッテリ残容量を推定する処理も行う。

【0062】

バッテリ管理システム１０１２が通常の動作モードに遷移すれば、バッテリパック１０１からモータ駆動制御装置１０２への電力供給が開始され（ステップＳ４７）、モータ駆動制御装置１０２の動作も開始される。なお、操作パネル１０６への給電及び表示なども開始される。

【0063】

但し、本実施の形態では、バッテリ管理部１０１２５は、ここで現在のバッテリ残容量が例えば５％や３％等の閾値未満であるか否かを判断する（ステップＳ４９）。現在のバッテリ残容量が閾値未満であれば、これ以上継続して電力供給を行うことは電池セル１０１３には好ましくないので、バッテリ管理部１０１２５は、通信回路１０１２１を介してモータ駆動制御部１０２１に対してシャットダウンモードへの遷移を通知する（ステップＳ５１）。これによって、モータ駆動制御部１０２１は、電源断を認識するようになる。なお、モータ駆動制御部１０２１は、操作パネル１０６の表示部に、バッテリ残容量の不足を表す表示をしても良い。

【0064】

その後、バッテリ管理部１０１２５は、バッテリ監視部１０１２６を介して電池セル１０１３からの放電を停止させる（ステップＳ５２）。これによって、モータ駆動制御装置１０２の動作が停止する。さらに、バッテリ管理部１０１２５は、自身を含むバッテリ管理システム１０１２をシャットダウンモードに遷移させる（ステップＳ５３）。そして処理はステップＳ４１に戻る。

【0065】

一方、現在のバッテリ残容量が閾値以上であれば、通常の動作で問題ない。従って、バッテリ管理システム１０１２とモータ駆動制御装置１０２とはそのまま動作する。

【0066】

その後、再度、ユーザが操作パネル１０６の電源スイッチ１０６４を押すと、これに応じて検出回路１０１２３は、端子１０１１ｄが接地されたこと、すなわち所定の電位変化を検出する（ステップＳ５５）。そうすると、検出回路１０１２３は、所定の電位変化というイベント発生の通知を行うが、現在は通常の動作モードであるので、バッテリ管理部１０１２５は、シャットダウン指示として認識し、本実施の形態では、自身を含むバッテリ管理システム１０１２をスリープモードに遷移させる（ステップＳ５７）。本実施の形態では、即座にシャットダウンするのではないので、より省電力状態にするためにスリープモードに遷移させる。なお、スリープモードでは、電池セル１０１３からモータ駆動制御装置１０２への電力供給は停止されるので、ユーザから見れば、電源が切れたと認識される。

【0067】

その後、バッテリ管理部１０１２５は、電池セル１０１３のセル電圧の検出などを行い、検知結果に基づきバッテリ残容量の推定処理を実行し、メモリ１０１２ｂへの保存を行う（ステップＳ５９）。

【0068】

バッテリ管理部１０１２５は、バッテリ残容量の推定処理が完了した場合、又はステップＳ２９から所定時間経過した場合といった条件を満たしたか判断し、条件を満たしている場合には、バッテリ管理部１０１２５は、自身を含むバッテリ管理システム１０１２をシャットダウンモードに遷移させる（ステップＳ６１）。そして処理はステップＳ４１に戻る。なお、条件を満たしていない場合には、条件を満たすまで待機する。

【0069】

このようにすれば、バッテリ残容量の極端な低下時における過放電による電池セル１０１３の劣化を抑制できるようになる。

【0070】

［実施の形態４］
第１乃至第３の実施の形態では、バッテリパック１０１のコネクタ部１０１１に端子１０１１ｄを追加し、さらにモータ駆動制御装置１０２のコネクタ部１０２３に端子１０２３ｄを追加して、操作パネル１０６の電源スイッチ１０６４と接続するようにして、上で述べたような動作を実現していた。

【0071】

本実施の形態では、ＩＤ端子１０１１ｃを有効活用することで、バッテリパックのコネクタ部における端子数を削減する。

【0072】

すなわち、図７に示すように、バッテリパック１０１ｂのコネクタ部１０１１ｂは、充放電用の端子１０１１ａと、通信用の端子１０１１ｂと、ＩＤ端子１０１１ｃと、グランド端子１０１１ｅとを有する。

【0073】

第１乃至第３の実施の形態では、ＩＤ端子１０１１ｃは、充電器１２０に接続された場合には利用されるが、モータ駆動制御装置１０２のコネクタ部１０２３と接続する際には用いられていない。本実施の形態では、このような場合にも、ＩＤ端子１０１１ｃを利用する。

【0074】

すなわち、モータ駆動制御装置１０２のコネクタ部１０２３ｂに、操作パネル１０６の電源スイッチ１０６４の一端に接続する端子１０２３ｃを設けて、ＩＤ端子１０１１ｃと電気的に接続するようにする。

【0075】

一方、バッテリパック１０１ｂのバッテリ管理システム１０１２ｂでは、ＩＤ端子１０１１ｃを、ＩＤ端子回路１０１２２と検出回路１０１２３とで共用する。但し、分離を行うためにダイオードＤ１及びＤ２を追加する。すなわち、ダイオードＤ１及びＤ２のカソードをＩＤ端子１０１１ｃに接続し、ダイオードＤ１のアノードをＩＤ端子回路１０１２２に接続し、ダイオードＤ２のアノードを検出回路１０１２３に接続する。

【0076】

充電器１２０に接続した場合には、ＩＤ端子回路１０１２２から所定電圧が出力されるが、ダイオードＤ２があるので、検出回路１０１２３には電流が流れず、検出回路１０１２３とＩＤ端子回路１０１２２とが分離される。一方、図７のようにバッテリパック１０１ｂとモータ駆動制御装置１０２ｂとが接続している場合に、電源スイッチ１０６４が押されると、端子１０２３ｃ及び１０１１ｃとは接地されて、ダイオードＤ１及びＤ２を介してＩＤ端子回路１０１２２と検出回路１０１２３とにも接地されたことを伝わるが、接地されている場合に動作しないようなＩＤ端子回路１０１２２を採用すれば、検出回路１０１２３とＩＤ端子回路１０１２２との分離がなされる。

【0077】

このようにすれば、第１乃至第３の実施の形態で示した図４乃至６の動作を行うことができる。

【0078】

なお、充電器１２０は、端子１０１１ｄを用いないので充電器１２０の動作には影響がない。

【0079】

以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、目的に応じて、上で述べた各実施の形態における任意の技術的特徴を削除するようにしても良いし、他の実施の形態で述べた任意の技術的特徴を追加するようにしても良い。

【0080】

さらに、上で述べた構成要素群の表現形態は一例であって、１の構成要素を複数の構成要素に分けても良いし、複数の構成要素を１つの構成要素に統合しても良い。動作フローについても、動作内容が変わらない限り、ステップの順番を入れ替えたり、複数のステップを並列に実行するようにしても良い。

【0081】

また、上で述べた実施の形態では、バッテリパック１０１及び１０１ｂの端子を介して、ユーザの指示がなされる例を示したが、例えば、電源スイッチ１０６４と同様のスイッチを検出回路１０１２３に直接接続するように設けることで、バッテリパック１０１及び１０１ｂ単独でもシャットダウンモードへの遷移を指示できるようにしても良い。

【0082】

さらに、電源スイッチ１０６４で行われる接地に応じてシャットダウンモードからの復帰やシャットダウンモードへの遷移を行うようにしていたが、シャットダウンモードからの復帰とシャットダウンモードへの遷移とを異なる電位変化に応じて行うようにしても良い。また、メモリ１０１２ｂとして、１つの構成要素を示しているが、ＲＯＭ（Read Only Memory）部分とＲＡＭ（Random Access Memory）部分とを含んでいる場合もある。プロセッサ１０１２ａについても、１つだけではなく複数のマイクロプロセッサの組み合わせである場合もある。

【0083】

以上述べた実施の形態をまとめると以下のようになる。

【0084】

本実施の形態に係るバッテリパックは、（Ａ）電池セル（例えば電池セル１０１３）と、（Ｂ）第１の省電力状態（例えばスリープモード）と当該第１の省電力状態より省電力な状態である第２の省電力状態（例えばシャットダウンモード）と第１の省電力状態よりも電池セルに蓄積された電力を消費する第３の状態（例えば通常の動作モード）とのうち第３の状態におけるバッテリパック外からの指示に応じて、第３の態から第２の省電力状態に遷移する管理部（例えばバッテリ管理システム１０１２）とを有する。

【0085】

このようにすれば、例えばユーザの指示に応じて、第３の状態からより省電力な状態である第２の省電力状態に遷移するようになるので、例えば使用しない期間における電力消費量を削減することができるようになる。

【0086】

なお、上で述べた管理部は、バッテリパック外の外部回路（例えばモータ駆動制御装置１０２又は操作パネル１０６の電源スイッチ１０６４）に接続される所定の端子における第１の電位変化（例えば接地）を検出する検出部（例えば検出回路１０１２３）を有するようにしても良い。この場合、上で述べた管理部は、第３の状態における検出部による第１の電位変化の検出を、上記指示として特定するようにしても良い。このようにすれば、外部回路から、電位変化として上記指示が通知されるようになるので、バッテリパック外の装置との連携が安全にできるようになる。なお、上記所定の端子は、モータ駆動制御装置１０２と結合するコネクタ部に設けられるようにしても良い。

【0087】

さらに、上で述べた管理部は、第２の省電力状態におけるバッテリパック外からの第２の指示に応じて、第２の省電力状態から第３の状態に遷移するようにしても良い。このようにすれば、バッテリパックの充電器への接続だけではなく、例えばユーザの指示に応じて、第２の省電力状態からの復帰を実現できるようになる。

【0088】

具体的には、上記検出部は、所定の端子における第２の電位変化（例えば第１の電位変化と同じでも異なっても良い）を検出するようにしてもよい。そして、上記管理部は、第２の省電力状態における検出部による第２の電位変化に検出に応じて、第２の省電力状態から第３の状態に遷移するようにしても良い。第２の省電力状態への遷移と同様の仕組みを用いて、第２の省電力状態からの復帰を行うようにしても良い。

【0089】

また、上記管理部は、上記指示に応じて第３の状態から第２の省電力状態に遷移する直前に、電池セルの残容量（バッテリ残容量とも呼ぶ）を推定し、記憶部に記憶するようにしても良い。自動的にシャットダウンモードに遷移する場合（セルフシャットダウンとも呼ぶ）とは異なり、任意のタイミングでシャットダウンするので、このような事態に対処するためである。

【0090】

さらに、上で述べた管理部は、電池セルの残容量の推定前に、第３の状態から第１の省電力状態に遷移するようにしても良い。この場合、電池セルの残容量の推定後又は上記指示から所定時間後に、第１の省電力状態から第２の省電力状態に遷移するようにしても良い。このようにすれば、電池セルの残容量の減少を推定中も抑制できるようになる。

【0091】

さらに、上で述べた管理部は、第３の状態に遷移した後、電池セルの残容量が所定値未満であると判断された場合、第２の省電力状態に遷移するようにしても良い。電池セルの過放電による劣化を抑制できるようになる。

【0092】

さらに、上で述べた所定の端子が、充電器にバッテリパックの種別を通知するための端子（例えばＩＤ端子１０１１ｃ）である場合もある。既に存在する端子を有効活用できるようになる。また、別途端子を設けるようにしても良い。

【0093】

本実施の形態に係る電動アシスト車は、（Ｃ）電源スイッチを含む操作パネルと、（Ｄ）電池セルと、第１の省電力状態と当該第１の省電力状態より省電力な状態である第２の省電力状態と第１の省電力状態よりも電池セルに蓄積された電力を消費する第３の状態とのうち第３の状態における電源スイッチからの指示に応じて、第３の状態から第２の省電力状態に遷移する管理部（例えばバッテリ管理部１０１２５）とを有するバッテリパックと、（Ｅ）第３の状態において、電池セルから電力供給を受けてモータ駆動を制御するモータ駆動制御部（例えばモータ駆動制御装置１０２）とを有する。

【0094】

このような構成を採用することによって、ユーザは、電源スイッチの操作によって、使用しない期間中、バッテリパックをより省電力状態にすることができるようになる。

【0095】

さらに、上で述べた管理部は、第２の省電力状態における電源スイッチからの第２の指示に応じて、第２の省電力状態から第３の状態に遷移するようにしても良い。このようにすれば、手間を掛けずにユーザは第２の省電力状態からの復帰を行わせることができるようになる。

【0096】

本実施の形態に係るバッテリパックの制御方法は、第１の省電力状態と当該第１の省電力状態より省電力な状態である第２の省電力状態と第１の省電力状態より電池セルに蓄積された電力を消費する第３の状態とのうち第３の状態におけるバッテリパック外からの指示に応じて、バッテリパックを第３の状態から第２の省電力状態に遷移させるものである。

【0097】

上記制御方法は、さらに、第２の省電力状態におけるバッテリパック外からの第２の指示に応じて、バッテリパックを第２の省電力状態から第３の状態に遷移させるようにしても良い。

【0098】

このような構成は、実施の形態に述べられた事項に限定されるものではなく、実質的に同一の効果を奏する他の構成にて実施される場合もある。

【符号の説明】

【0099】

１０１，１０１ｂ バッテリパック
１０２，１０２ｂ モータ駆動制御装置
１０１２，１０１２ｂ バッテリ管理システム
１０１２５ バッテリ管理部
１０１３ 電池セル
１０１２２ ＩＤ端子回路
１０１２３ 検出回路
１０１１ｃ ＩＤ端子
１０１１ｄ，１０２３ｄ 端子
１０６ 操作パネル
１０６４ 電源スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】